一種脫氯組合物、包含該脫氯組合物的高溫煙氣脫氯劑及其制備方法與流程
1.本發明涉及氣相脫氯技術領域，具體涉及一種脫氯組合物、包含該脫氯組合物的高溫煙氣脫氯劑及其制備方法。
背景技術：
2.隨著經濟的快速發展，含氯廢棄物(如化工企業的含氯廢氣、廢液和城市生活垃圾等)年產生量不斷增加。目前處理這類廢棄物的方法主要包括填埋法和焚燒法，其中焚燒法具有減量化、無害化和資源化的優點，近年來被廣泛使用。但從環保角度考慮，焚燒法處理廢棄物產生的含氯煙氣會對設備造成腐蝕，并且焚燒煙氣經多級換熱降溫后(低于300～400℃)存在生成二噁英等有毒物質的風險，會進一步危害生態環境。因此，對高溫焚燒煙氣進行脫氯處理具有重要意義。
3.白泥是工業制堿和堿處理過程中排放的堿性廢渣，主要成分為caco3和cacl2；赤泥是煉鋁行業產生的堿性廢渣，含有多種金屬氧化物，如fe2o3、cao、nao、mgo等，并含有大量sio2、al2o3等物質，可起到骨架支撐作用；電石渣是電石水解獲取乙炔氣過程中產生的殘渣，其主要成分為ca(oh)2，并還有少量caco3、caso4、mg(oh)2等。白泥、赤泥和電石渣這三種工業固體廢棄物含有大量的鈣基物質，是優良的脫氯材料，以其制備脫氯劑，可以實現以廢治廢，具有極大的意義。
4.參考文獻1：《以赤泥和熟石灰為活性組分制備高爐爐頂煤氣脫氯劑》，作者：胡學武。
5.參考文獻1公開了一種脫氯劑，該脫氯劑以熟石灰為主要活性組分，以氧化銣為活性助劑，同時摻雜少量赤泥。其中赤泥含量較低，約為15％。該脫氯劑活性溫度約為150℃，不適用于高溫煙氣脫氯。
6.參考文獻2：《鈣基廢棄物對生物質燃燒脫氯的影響》，作者：李詩杰。
7.參考文獻2公開了一種赤泥、白泥、電石渣三種鈣基廢棄物分別作為脫氯劑脫除生物質燃燒煙氣中氯化氫，結果表明這三種物質均為優良的高溫脫氯材料。但該論文并未對三種鈣基廢棄物進行處理，且未考察三種物質的聯合使用，其氯容較低。
8.參考文獻3：專利公開號為cn202110718423.7的中國專利文獻。
9.參考文獻3公開了一種用于高爐煤氣的脫氯劑，該脫氯劑主要由氫氧化鈣、碳酸鈣和載體材料組成，并添加了少量氧化鋅、赤泥和電石渣，其中赤泥和電石渣含量均不到10％，造價較高。另外，該脫氯劑主要適用于低溫煙氣脫氯(20～150℃)，不適用于高溫煙氣脫氯。
技術實現要素：
10.本發明的目的是為解決現有技術中存在的問題，提供一種脫氯組合物、包含該脫氯組合物的高溫煙氣脫氯劑及其制備方法。
11.本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：一種脫氯組合物，由以下重量百分比的原料組成：赤泥5～45％、白泥10～60％以及電石渣15～70％。
12.作為本發明一種脫氯組合物的進一步優化：所述赤泥為拜耳法赤泥或聯合法赤泥。
13.一種高溫煙氣脫氯劑，由粘結劑、擴孔劑以及上述脫氯組合物組成。
14.作為本發明高溫煙氣脫氯劑的進一步優化：脫氯劑為粒徑0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。
15.作為本發明高溫煙氣脫氯劑的進一步優化：所述粘結劑為鋁溶膠、硅溶膠、甲基纖維素、高嶺土和凹凸棒土中的至少一種。
16.作為本發明高溫煙氣脫氯劑的進一步優化：所述擴孔劑為聚乙二醇、尿素、椰殼和木屑中的至少一種。
17.作為本發明高溫煙氣脫氯劑的進一步優化：由以下重量百分比的原料組成：赤泥5～45％、白泥10～60％、電石渣15～70％、粘結劑3～20％以及擴孔劑2～15％。
18.作為本發明高溫煙氣脫氯劑的進一步優化：由以下重量百分比的原料組成：赤泥15～30％、白泥20～45％、電石渣25～55％、粘結劑5～15％以及擴孔劑4～10％。
19.一種高溫煙氣脫氯劑的制備方法，包括以下步驟：
20.1)按比例取赤泥、白泥、電石渣、粘結劑以及擴孔劑，將赤泥、白泥和電石渣破碎過篩后干燥至恒重，備用；
21.2)將赤泥和電石渣加入蒸餾水中機械混合均勻，得到第一混合料；
22.3)將白泥加入蒸餾水中攪拌均勻，然后滴加稀酸至無氣泡生成，再加入堿液調節ph至8～11，得到白泥漿液；
23.4)將白泥漿液加入至第一混合料中，攪拌均勻后得到第二混合料；
24.5)向第二混合料中加入粘結劑和擴孔劑，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌后得到第三混合料；
25.6)將第三混合料加入反應釜中，加熱反應得到脫氯劑凝膠；
26.7)將脫氯劑凝膠干燥、煅燒后制得脫氯劑。
27.作為本發明一種高溫煙氣脫氯劑的制備方法的進一步優化：將赤泥、白泥和電石渣破碎、篩分至100μm以下。
28.作為本發明一種高溫煙氣脫氯劑的制備方法的進一步優化：所述稀酸為硝酸、鹽酸、磷酸和乙酸中的至少一種，稀酸濃度為10mol/l。
29.作為本發明一種高溫煙氣脫氯劑的制備方法的進一步優化：所述堿液為naoh溶液和koh溶液中的至少一種，堿液濃度為2mol/l。
30.作為本發明一種高溫煙氣脫氯劑的制備方法的進一步優化：將第三混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，在0.1～2.1mpa、60～120℃下反應2～8h，得到脫氯劑凝膠。
31.作為本發明一種高溫煙氣脫氯劑的制備方法的進一步優化：將脫氯劑凝膠于90～130℃干燥2～5h后，在350～650℃溫度下煅燒2～6h，制得脫氯劑。
32.本發明具有以下有益效果：本發明利用固體廢棄物赤泥、白泥和電石渣作為主要材料制備脫氯劑，在實現固廢綜合利用的同時，降低脫氯劑成本。同時該脫氯劑具有氯容
高、吸附能力強等優點，適用于高溫煙氣脫氯。
附圖說明
33.圖1為實施例1-6制備得到脫氯劑的穿透氯容圖；
34.圖2為實施例1和對比例1制備得到脫氯劑的穿透氯容圖；
35.圖3為實施例2和對比例2制備得到脫氯劑的穿透氯容圖；
36.圖4為實施例3和對比例3制備得到脫氯劑的穿透氯容圖；
37.圖5為實施例4和對比例4制備得到脫氯劑的穿透氯容圖；
38.圖6為實施例5和對比例5制備得到脫氯劑的穿透氯容圖；
39.圖7為實施例1制備得到脫氯劑的實物照片。
具體實施方式
40.為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容并不局限于下面的實施例。
41.《實施例1》
42.將赤泥、白泥、電石渣三種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取14g赤泥和47g電石渣于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。稱取26g白泥于燒杯2中，加入等質量的蒸餾水制得白泥漿液，隨后滴加適量10mol/l鹽酸溶液至無氣泡生成，并加入適量2mol/l naoh溶液，至ph為8。將燒杯2中的白泥漿液加入至燒杯1中，加入13g高嶺土和7g聚乙二醇，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，于1.3mpa、80℃下反應2.5h，得到脫氯劑凝膠。將脫氯劑凝膠于110℃干燥3h后，于500℃煅燒3.5h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑，實物照片如圖7所示。
43.《實施例2》
44.將赤泥、白泥、電石渣三種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取27g赤泥和30g電石渣于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。稱取31g白泥于燒杯2中，加入等質量的蒸餾水制得白泥漿液，隨后滴加適量10mol/l硝酸溶液至無氣泡生成，并加入適量2mol/l koh溶液，至ph為11。將燒杯2中的白泥漿液加入至燒杯1中，加入12g硅溶膠和10g尿素，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，于0.5mpa、110℃下反應6h，得到脫氯劑凝膠。將脫氯劑凝膠于100℃干燥4h后，于450℃煅燒5h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑
45.《實施例3》
46.將赤泥、白泥、電石渣三種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取23g赤泥和52g電石渣于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。稱取17g白泥于燒杯2中，加入等質量的蒸餾水制得白泥漿液，隨后滴加適量10mol/l乙酸溶液至無氣泡生成，并加入適量2mol/l koh溶液，至ph為10。將燒杯2中的白泥漿液加入至燒杯1中，加入8g凹凸棒土和5g椰殼，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，于2.0mpa、60℃下反應4.5h，得到脫氯劑凝膠。將脫氯劑凝膠于125℃干燥2.5h后，于650℃煅燒2h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。
47.《實施例4》
48.將赤泥、白泥、電石渣三種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取10g赤泥和36g電石渣于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。稱取39g白泥于燒杯2中，加入等質量的蒸餾水制得白泥漿液，隨后滴加適量10mol/l硝酸溶液至無氣泡生成，并加入適量2mol/l naoh溶液，至ph為9。將燒杯2中的白泥漿液加入至燒杯1中，加入15g凹凸棒土和4g椰殼，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，于0.2mpa、120℃下反應8h，得到脫氯劑凝膠。將脫氯劑凝膠于90℃干燥5h后，于550℃煅燒4h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。
49.《實施例5》
50.將赤泥、白泥、電石渣三種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取26g赤泥和25g電石渣于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。稱取44g白泥于燒杯2中，加入等質量的蒸餾水制得白泥漿液，隨后滴加適量10mol/l鹽酸溶液至無氣泡生成，并加入適量2mol/l koh溶液，至ph為10。將燒杯2中的白泥漿液加入至燒杯1中，加入5g甲基纖維素和8g尿素，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，于1.7mpa、75℃下反應5h，得到脫氯劑凝膠。將脫氯劑凝膠于105℃干燥3.5h后，于400℃煅燒3h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。
51.《實施例6》
52.將赤泥、白泥、電石渣三種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取19g赤泥和49g電石渣于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。稱取22g白泥于燒杯2中，加入等質量的蒸餾水制得白泥漿液，隨后滴加適量10mol/l乙酸溶液至無氣泡生成，并加入適量2mol/l naoh溶液，至ph為8～11。將燒杯2中的白泥漿液加入至燒杯1中，加入10g鋁溶膠和7g木屑，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，于0.9mpa、105℃下反應7h，得到脫氯劑凝膠。將脫氯劑凝膠于130℃干燥2h后，于600℃煅燒2.5h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。
53.《對比例1》
54.將白泥、電石渣兩種種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取54g電石渣于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。稱取33g白泥于燒杯2中，加入等質量的蒸餾水制得白泥漿液，隨后滴加適量10mol/l鹽酸溶液至無氣泡生成，并加入適量2mol/l naoh溶液，至ph為8。將燒杯2中的白泥漿液加入至燒杯1中，加入13g高嶺土和7g聚乙二醇，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，于1.3mpa、80℃下反應2.5h，得到脫氯劑凝膠。將脫氯劑凝膠于110℃干燥3h后，于500℃煅燒3.5h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。
55.《對比例2》
56.將赤泥、白泥兩種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取42g赤泥于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。稱取46g白泥于燒杯2中，加入等質量的蒸餾水制得白泥漿液，隨后滴加適量10mol/l硝酸溶液至無氣泡生成，并加入適量2mol/l koh溶液，至ph為11。將燒杯2中的白泥漿液加入至燒杯1中，加入12g硅溶膠和10g尿素，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，于0.5mpa、110℃下反應6h，得到脫氯劑凝膠。將脫氯劑凝膠于100℃干燥4h后，于450
℃煅燒5h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。
57.《對比例3》
58.將赤泥、電石渣兩種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取32g赤泥和60g電石渣于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。向燒杯1中加入8g凹凸棒土和5g椰殼，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，于2.0mpa、60℃下反應4.5h，得到脫氯劑凝膠。將脫氯劑凝膠于125℃干燥2.5h后，于650℃煅燒2h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。
59.《對比例4》
60.將赤泥、白泥、電石渣三種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取10g赤泥和36g電石渣于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。稱取39g白泥于燒杯2中，加入等質量的蒸餾水制得白泥漿液，隨后滴加適量10mol/l硝酸溶液至無氣泡生成，并加入適量2mol/l naoh溶液，至ph為9。將燒杯2中的白泥漿液加入至燒杯1中，加入15g凹凸棒土和4g椰殼，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料于90℃干燥5h后，于550℃煅燒4h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。
61.《對比例5》
62.將赤泥、白泥、電石渣三種原料破碎、篩分至100μm以下，干燥至恒重。稱取26g赤泥和25g電石渣于燒杯1中，加入適量蒸餾水后機械混合均勻。稱取44g白泥于燒杯2中，加入等質量的蒸餾水制得白泥漿液，隨后滴加適量10mol/l鹽酸溶液至無氣泡生成，并加入適量2mol/l koh溶液，至ph為10。將燒杯2中的白泥漿液加入至燒杯1中，加入5g甲基纖維素和8g尿素，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌6h。將燒杯1中的混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，于2.5mpa、150℃下反應10h，得到脫氯劑凝膠。將脫氯劑凝膠于105℃干燥3.5h后，于400℃煅燒3h，制得粒徑為0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。
63.《脫氯性能比對》
64.采用如下方法對脫氯劑性能進行測試：將實施例1-6以及對比例1-5制備得到的脫氯劑分別置于固定床評價裝置中，入口煙氣中hcl濃度為2000ppm，空度為6000h-1
，反應溫度為300～800℃，所得結果如圖1-6所示。
65.由圖1可以看出：本發明制備的脫氯劑在400～800℃反應溫度內穿透氯容均高于32％，并且在550～600℃反應溫度內高于40％，其中實施例5制得的脫氯劑在500～700℃反應溫度內穿透氯容高于40％，在550℃下穿透氯容最高，可達到43.8％。
66.由圖2-6可以看出：
67.對比實施例1和對比例1的脫氯效果，對比例1中的脫氯劑制備過程未添加赤泥，最高穿透氯容由41.2％降至26.0％。
68.對比實施例2和對比例2的脫氯效果，對比例2中的脫氯劑制備過程未添加電石渣，最高穿透氯容由42.0％降至24.0％。
69.對比實施例3和對比例3的脫氯效果，對比例3中的脫氯劑制備過程未添加白泥，最高穿透氯容由42.2％降至23.5％。
70.對比實施例4和對比例4的脫氯效果，對比例4中的脫氯劑制備過程未經高壓反應釜處理，最高穿透氯容由40.9％降至20.4％。
71.對比實施例5和對比例5的脫氯效果，對比例5中的脫氯劑制備過程中調整高壓反
應釜處理條件，采用高壓高溫處理，最高穿透氯容由42.0％降至33.5％。
72.這是由于本發明的脫氯劑制備過程中，在水熱合成時，赤泥、白泥和電石渣中的ca在赤泥中的sio2和al2o3上形成了凝膠狀水化硅酸物和水化鋁酸物，具有較大的比表面積，另外，赤泥中的fe、mg、cu等物質會與ca形成復合納米材料，對脫氯劑活性起到激發作用，從而提高脫氯劑吸附反應活性。
73.以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
技術特征：
1.一種脫氯組合物，其特征在于，由以下重量百分比的原料組成：赤泥5～45％、白泥10～60％以及電石渣15～70％。2.如權利要求1所述脫氯組合物，其特征在于，所述赤泥為拜耳法赤泥或聯合法赤泥。3.一種高溫煙氣脫氯劑，其特征在于，由粘結劑、擴孔劑以及權利要求1或2所述脫氯組合物組成。4.如權利要求3所述高溫煙氣脫氯劑，其特征在于，為粒徑0.5～2.5mm的球狀脫氯劑。5.如權利要求3所述高溫煙氣脫氯劑，其特征在于，所述粘結劑為鋁溶膠、硅溶膠、甲基纖維素、高嶺土和凹凸棒土中的至少一種。6.如權利要求3所述高溫煙氣脫氯劑，其特征在于，所述擴孔劑為聚乙二醇、尿素、椰殼和木屑中的至少一種。7.如權利要求3-6中任一權利要求所述高溫煙氣脫氯劑，其特征在于，由以下重量百分比的原料組成：赤泥5～45％、白泥10～60％、電石渣15～70％、粘結劑3～20％以及擴孔劑2～15％。8.如權利要求7所述高溫煙氣脫氯劑，其特征在于，由以下重量百分比的原料組成：赤泥15～30％、白泥20～45％、電石渣25～55％、粘結劑5～15％以及擴孔劑4～10％。9.一種高溫煙氣脫氯劑的制備方法，其特征在于，為權利要求3-8中任一權利要求所述高溫煙氣脫氯劑的制備方法，包括以下步驟：1)按比例取赤泥、白泥、電石渣、粘結劑以及擴孔劑，將赤泥、白泥和電石渣破碎過篩后干燥至恒重，備用；2)將赤泥和電石渣加入蒸餾水中機械混合均勻，得到第一混合料；3)將白泥加入蒸餾水中攪拌均勻，然后滴加稀酸至無氣泡生成，再加入堿液調節ph至8～11，得到白泥漿液；4)將白泥漿液加入至第一混合料中，攪拌均勻后得到第二混合料；5)向第二混合料中加入粘結劑和擴孔劑，并加入蒸餾水至總固液比為1:8，攪拌后得到第三混合料；6)將第三混合料加入反應釜中，加熱反應得到脫氯劑凝膠；7)將脫氯劑凝膠干燥、煅燒后制得脫氯劑。10.如權利要求9所述高溫煙氣脫氯劑的制備方法，其特征在于，將赤泥、白泥和電石渣破碎、篩分至100μm以下。11.如權利要求9所述高溫煙氣脫氯劑的制備方法，其特征在于，所述稀酸為硝酸、鹽酸、磷酸和乙酸中的至少一種，稀酸濃度為10mol/l。12.如權利要求9所述高溫煙氣脫氯劑的制備方法，其特征在于，所述堿液為naoh溶液和koh溶液中的至少一種，堿液濃度為2mol/l。13.如權利要求9所述高溫煙氣脫氯劑的制備方法，其特征在于，將第三混合料加入以四氟乙烯材質為內膽的不銹鋼高壓反應釜中，在0.1～2.1mpa、60～120℃下反應2～8h，得到脫氯劑凝膠。14.如權利要求9所述高溫煙氣脫氯劑的制備方法，其特征在于，將脫氯劑凝膠于90～130℃干燥2～5h后，在350～650℃溫度下煅燒2～6h，制得脫氯劑。
技術總結
本發明公開了一種脫氯組合物、包含該脫氯組合物的高溫煙氣脫氯劑及其制備方法，脫氯組合物由以下重量百分比的原料組成：赤泥5～45％、白泥10～60％以及電石渣15～70％。高溫煙氣脫氯劑由粘結劑、擴孔劑以及上述脫氯組合物組成。本發明利用固體廢棄物赤泥、白泥和電石渣作為主要材料制備脫氯劑，在實現固廢綜合利用的同時，還能降低脫氯劑成本。同時該脫氯劑具有氯容高、吸附能力強等優點，適用于高溫煙氣脫氯。煙氣脫氯。煙氣脫氯。
